Mga permanenteng magnet at ang kanilang magnetic field. Permanenteng magnet - mga uri at katangian, pakikipag-ugnayan ng mga magnet

23.09.2019

Neodymium at ferrite magnet
Maraming mga metal ang may magnetic properties, na nagpapahintulot sa kanila na magamit sa maraming lugar ng industriya at pang-araw-araw na buhay. Hanggang kamakailan lamang, ang mga ferrite magnet ay laganap, ngunit ngayon sila ay lalong pinapalitan ng mga magnet na gawa sa isang haluang metal ng rare earth metal neodymium, iron at boron. Ang huli ay lalong nagiging popular. Aling magnet ang mas mahusay – ferrite o neodymium? Subukan nating alamin ito sa artikulong ito.

Neodymium magnet
Marami sa atin ang nakarinig tungkol sa neodymium magnets. Ano ito? Ang mga natatanging katangian ng magnet ay dahil sa pagkakaroon ng neodymium sa haluang metal - elemento ng kemikal mula sa pangkat ng lanthanide ng periodic table. Bilang karagdagan sa pangunahing bahagi, ang isang neodymium magnet ay naglalaman ng bakal at boron, o cobalt at yttrium. Ang isang neodymium magnet ay ginawa sa pamamagitan ng pag-init ng isang pulbos na masa ng mga aktibong sangkap. Ang pinaka natatanging katangian neodymium magnet - ang kapangyarihan nito sa medyo maliit na sukat. Ang naturang magnet ay may malagkit na puwersa na 10 o higit pang beses na mas malaki kaysa sa ferrite magnet.

Upang ang isang neodymium magnet ay tumagal hangga't maaari, ito ay inilapat sa ibabaw nito. espesyal na komposisyon mula sa nickel. Kung plano mong gamitin ang magnet sa agresibo o mataas na temperatura na mga kapaligiran, pagkatapos ay inirerekomenda na pumili ng zinc coating.

Ang mga neodymium magnet ay ginagamit nang napakalawak:
Bilang isang vice o clamp, ang kapangyarihan ng neodymium ay nagsisiguro ng pare-parehong clamping ng materyal na inilagay sa pagitan ng mga magnet.
Para sa libangan, parehong interesado ang mga bata at matatanda sa panonood ng mga magic trick na ginawa gamit ang magnet na ito.
Upang maghanap ng mga bagay na gawa sa bakal at bakal.
Para sa pag-magnetize ng mga bagay na metal. Kasama sa mga bagay na na-magnetize ng neodymium magnet ang mga screwdriver, karayom, kutsilyo at iba pang produkto.
Para sa maaasahang pangkabit sa ibabaw ng iba't ibang mga bagay.

Mga uri ng neodymium magnet
Available ang mga neodymium magnet sa iba't ibang configuration at may iba't ibang timbang. Kahit na ang isang maliit na magnet, na may sukat na 25*5 mm, ay makatiis ng bigat na hanggang siyam na kilo at, kung hawakan nang walang ingat, ay maaaring makapinsala sa balat. At kapag gumagamit ng mga magnet na may mas malaking masa, mas kinakailangan na obserbahan ang ilang mga hakbang sa kaligtasan upang maiwasan ang mga posibleng pinsala.

Ferrite magnet - ano ito?
Ang pinakakaraniwan sa mga ordinaryong magnet ay ferrite magnets, na isang haluang metal ng iron oxide na may mga oxide ng iba pang mga metal. Ang mga simpleng magnet ay kadalasang ginagawa sa hugis ng isang horseshoe. Kabilang sa mga pangunahing katangian ng ferromagnets ay:
Magandang paglaban sa init.
Mataas na magnetic permeability.
Mura.
Ang ibabaw ng ferrite magnets ay karaniwang minarkahan ng pula at asul na mga marka ng poste.

Paghahambing ng mga magnet
Kaya ano ang pagkakaiba sa pagitan ng neodymium magnet at ng regular at paano mo makikita ang mga pagkakaibang ito? Ang mga neodymium magnet ay naging napakapopular hindi pa matagal na ang nakalipas (ang kanilang teknolohiya sa produksyon ay halos 30 taong gulang lamang), ngunit ginagamit na sila sa halos lahat ng mga lugar ng buhay. Tulad ng nabanggit na, ang pinakamahalagang pagkakaiba sa pagitan ng isang neodymium magnet at isang conventional ay ang malagkit na lakas nito at mga pangunahing katangian ng magnetic: magnetic energy, residual magnetic induction at coercive force. Ang mga halaga ng mga katangiang ito ay maraming beses na mas mataas kaysa sa mga ferromagnets. Ang pinakamadaling paraan upang matukoy ang uri ng magnet ay ang subukang alisin ito mula sa isang bakal na ibabaw. Kung ito ay madaling natanggal, kung gayon ito ay isang ferromagnet, ngunit kung ang magnet ay maaaring alisin lamang pagkatapos mag-apply ng ilang mga pagsisikap, kung gayon mayroon kaming isang neodymium magnet. Bilang karagdagan sa tampok na ito, ang mga magnet ay naiiba sa ilang iba pang mga katangian.

Habang buhay
Kung ang mga ferromagnets ay tumatagal ng mga 10 taon sa tamang paggamit at pagkatapos ay ganap na mag-demagnetize, ang buhay ng serbisyo ng isang neodymium magnet ay halos walang limitasyon. Sa paglipas ng isang siglo ng tao, ang lakas ng neodymium magnet ay nawala lamang ng 1%.

Lakas ng grabidad
Ang kaakit-akit na puwersa ng isang neodymium magnet na may parehong mga sukat ay humigit-kumulang 10 beses na mas mataas kaysa sa puwersa ng isang ferromagnet. Samakatuwid, ang isang maliit ngunit napakalakas na magnet ay maaaring gamitin sa mga computer at speaker system, pati na rin para sa paggawa ng iba't ibang mga souvenir at dekorasyon.

Form
Ang mga ferromagnets ay karaniwang ginagawa sa hugis ng horseshoe na may pula at asul na mga binti na nagpapakita ng negatibo at positibong mga poste. Ang hugis ng horseshoe ay nagpapahintulot sa iyo na isara ang mga linya magnetic field upang madagdagan ang buhay ng serbisyo ng ferromagnet. Ang mga neodymium magnet ay pinakaginagawa iba't ibang anyo at mga pagsasaayos - parallelepiped, ring, disk at iba pa. Maaari kang maglagay ng ilang mga poste sa kanilang ibabaw, iyon ay, gawin silang "multipolar".

Presyo
Ang isang neodymium magnet ay mas mahal kaysa sa isang ferrite magnet, na nabibigyang katwiran sa pamamagitan ng mga katangian at buhay ng serbisyo nito. Sa pamamagitan ng pagbili ng neodymium magnet, makakakuha ka ng halos "walang hanggan" na magnet, ayon sa kahit na, ang mga katangian nito ay halos hindi magbabago sa iyong buhay.

Mga Bentahe at Application ng Neodymium Magnet
Kaya, ang isang neodymium magnet, sa kabila ng mas mataas na presyo nito, ay may hindi maikakaila na mga pakinabang sa isang maginoo na ferrite magnet. Tumaas na kapangyarihan pangmatagalan serbisyo, tiniyak ng iba't ibang anyo ng pagmamanupaktura na ang mga magnet na gawa sa neodymium-iron-boron alloy ay mataas ang demand sa mga mamimili.

Bakit kailangan mo ng neodymium magnet?
Ano ang ibig sabihin ng neodymium magnet modernong tao V Araw-araw na buhay? Bilang karagdagan sa mga pamamaraan sa itaas ng aplikasyon, ang tanyag na materyal ay ginagamit para sa:
Paglilinis ng mga aquarium at iba pang mga lalagyan, pati na rin ang langis ng makina at transmission na ginagamit sa mga kagamitan sa sasakyan.
Tumpak na leveling ng mga ibabaw ng metal.
Demagnetization ng mga disc, pelikula at para sa maraming iba pang mga aksyon.
Siyempre, ang lahat ng mga katangian ng neodymium magnet na nakalista sa artikulo ay mahalaga lamang kapag bumili ng mga de-kalidad na materyales. Alam ng sinumang bumili ng neodyms nang hiwalay sa World of Magnets na ang online na tindahan ay nagbibigay ng lahat ng kinakailangang garantiya at mga sertipiko ng kalidad, at nagbibigay din sa bawat mamimili ng karampatang payo.

Ano ang permanenteng magnet

Ang isang ferromagnetic na produkto na maaaring mapanatili ang makabuluhang natitirang magnetization pagkatapos alisin ang panlabas na magnetic field ay tinatawag na permanenteng magnet. Ang mga permanenteng magnet ay ginawa mula sa iba't ibang metal, tulad ng cobalt, iron, nickel, rare earth alloys (para sa neodymium magnets), gayundin mula sa natural na mineral tulad ng magnetites.

Ang saklaw ng aplikasyon ng mga permanenteng magnet ngayon ay napakalawak, ngunit ang kanilang layunin sa panimula ay pareho sa lahat ng dako - bilang isang mapagkukunan ng isang palaging magnetic field na walang supply ng kuryente. Kaya, ang magnet ay isang katawan na may sarili.

Ang salitang "magnet" mismo ay nagmula sa pariralang Greek, na isinalin bilang "bato mula sa Magnesia," pagkatapos ng pangalan ng lungsod ng Asya kung saan natuklasan ang mga deposito ng magnetite - magnetic iron ore - noong sinaunang panahon. Mula sa pisikal na pananaw, ang elementarya na magnet ay isang electron, at ang mga magnetic na katangian ng mga magnet ay karaniwang tinutukoy ng mga magnetic moment ng mga electron na bahagi ng magnetized na materyal.

Ang mga katangian ng seksyon ng demagnetizing ng materyal na kung saan ginawa ang permanenteng magnet ay tumutukoy sa mga katangian ng isang partikular na permanenteng magnet: mas mataas ang puwersang pumipilit Hc, at mas mataas ang natitirang magnetic induction Br, mas malakas at mas matatag ang magnet.

Coercive force (literal na isinalin mula sa Latin - "holding force") ang kinakailangan para sa kumpletong demagnetization ng isang ferro- o ferrimagnetic substance. Kaya, kung mas malaki ang puwersang pumipilit sa isang partikular na magnet, mas lumalaban ito sa mga demagnetizing factor.

Ang yunit ng puwersang pumipilit ay Ampere/meter. Ang A, tulad ng nalalaman, ay isang dami ng vector, na isang puwersa na katangian ng magnetic field. Katangiang kahulugan Ang natitirang magnetic induction ng mga permanenteng magnet ay tungkol sa 1 Tesla.

Mga uri at katangian ng permanenteng magnet

Ferrite

Ang mga ferrite magnet, bagaman marupok, ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan, na ginagawang pinakakaraniwan sa mababang presyo. Ang ganitong mga magnet ay ginawa mula sa isang haluang metal ng iron oxide na may barium o strontium ferrite. Ang komposisyon na ito ay nagpapahintulot sa materyal na mapanatili ang mga magnetic na katangian nito sa isang malawak na hanay ng temperatura - mula -30°C hanggang +270°C.

Ang mga magnetic na produkto sa anyo ng mga ferrite ring, bar at horseshoes ay malawakang ginagamit kapwa sa industriya at sa pang-araw-araw na buhay, sa teknolohiya at electronics. Ginagamit ang mga ito sa mga acoustic system, generator, atbp. Sa industriya ng automotive, ang mga ferrite magnet ay ginagamit sa mga starter, window regulators, cooling system at fan.

Ang mga ferrite magnet ay may mapilit na puwersa na humigit-kumulang 200 kA/m at isang natitirang magnetic induction na humigit-kumulang 0.4 Tesla. Sa karaniwan, ang isang ferrite magnet ay maaaring tumagal mula 10 hanggang 30 taon.

Alnico (aluminium-nickel-cobalt)

Ang mga permanenteng magnet na batay sa isang haluang metal ng aluminyo, nikel at kobalt ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi maunahan na paglaban sa temperatura at katatagan: nagagawa nilang mapanatili ang kanilang mga magnetic na katangian sa mga temperatura hanggang sa +550 ° C, kahit na ang katangian ng coercivity ng mga ito ay medyo mababa. Sa ilalim ng impluwensya ng isang medyo maliit na magnetic field, ang naturang mga magnet ay mawawala ang kanilang orihinal na magnetic properties.

Hukom para sa iyong sarili: ang isang tipikal na puwersang pumipilit ay humigit-kumulang 50 kA/m na may natitirang magnetization na humigit-kumulang 0.7 Tesla. Gayunpaman, sa kabila ng tampok na ito, ang mga alnico magnet ay kailangang-kailangan para sa ilang siyentipikong pananaliksik.

Ang mga karaniwang nilalaman ng mataas na magnetic alnico alloys ay mula 7 hanggang 10% aluminyo, 12 hanggang 15% nickel, 18 hanggang 40% kobalt, at 3 hanggang 4% na tanso.

Ang mas maraming kobalt, mas mataas ang saturation induction at magnetic energy ng haluang metal. Ang mga additives sa anyo ng 2 hanggang 8% na titan at 1% lamang ng niobium ay nakakatulong upang makakuha ng mas mataas na puwersang pumipilit - hanggang sa 145 kA/m. Ang pagdaragdag ng 0.5 hanggang 1% na silikon ay nagsisiguro ng isotropic magnetic properties.

Samariaceae

Kung kailangan mo ng pambihirang pagtutol sa kaagnasan, oksihenasyon at temperatura hanggang +350°C, kung gayon ang isang magnetic na haluang metal ng samarium na may kobalt ang kailangan mo.

Sa mga tuntunin ng gastos, ang samarium-cobalt magnets ay mas mahal kaysa sa neodymium magnets dahil sa mas kakaunti at mahal na metal - cobalt. Gayunpaman, ipinapayong gamitin ang mga ito kung kinakailangan na magkaroon pinakamababang sukat at ang bigat ng mga huling produkto.

Ito ay pinakaangkop sa sasakyang pangkalawakan, kagamitan sa paglipad at kompyuter, maliliit na de-koryenteng motor at magnetic coupling, sa mga naisusuot na instrumento at device (mga relo, headphone, mga mobile phone atbp.)

Dahil sa kanilang espesyal na paglaban sa kaagnasan, ang samarium magnets ay ginagamit sa mga madiskarteng pagpapaunlad at mga aplikasyon ng militar. Mga de-koryenteng motor, generator, lifting system, motorsiklo - isang malakas na magnet na gawa sa samarium-cobalt alloy ay perpekto para sa mga agresibong kapaligiran at mahirap na mga kondisyon ng operating. Ang puwersang pumipilit ay humigit-kumulang 700 kA/m na may natitirang magnetic induction na humigit-kumulang 1 Tesla.

Neodymium

Ang mga neodymium magnet ay may malaking pangangailangan ngayon at tila ito ang pinaka-maaasahan. Ginagawang posible ng neodymium-iron-boron alloy na lumikha ng mga supermagnet para sa iba't ibang larangan, mula sa mga trangka at mga laruan hanggang sa makapangyarihang mga lifting machine.

Ang isang mataas na puwersang pumipilit sa pagkakasunud-sunod ng 1000 kA/m at isang natitirang magnetization ng pagkakasunud-sunod ng 1.1 Tesla ay nagpapahintulot sa magnet na mapanatili sa loob ng maraming taon; sa paglipas ng 10 taon, ang isang neodymium magnet ay nawawala lamang ng 1% ng magnetization nito kung ang temperatura nito ay nasa ilalim. ang mga kondisyon sa pagpapatakbo ay hindi lalampas sa +80°C ( para sa ilang tatak hanggang +200°C). Kaya, ang mga neodymium magnet ay mayroon lamang dalawang disadvantages - hina at mababang operating temperatura.

Ang magnetic powder kasama ang binding component ay bumubuo ng malambot, nababaluktot at magaan na magnet. Ginagawang posible ng mga nagbubuklod na bahagi tulad ng vinyl, goma, plastik o acrylic na makakuha ng mga magnet na may iba't ibang hugis at sukat.

Ang magnetic force, siyempre, ay mas mababa sa purong magnetic na materyal, ngunit kung minsan ang mga naturang solusyon ay kinakailangan upang makamit ang ilang mga layunin na hindi karaniwan para sa mga magnet: sa paggawa ng mga produkto ng advertising, sa paggawa ng mga naaalis na sticker sa mga kotse, gayundin sa paggawa. ng iba't ibang stationery at souvenir products.

Tulad ng mga pole ng magnet na nagtataboy, at hindi katulad ng mga pole na umaakit. Ang pakikipag-ugnayan ng mga magnet ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang anumang magnet ay may magnetic field, at ang mga magnetic field na ito ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ano, halimbawa, ang dahilan ng magnetization ng bakal?

Ayon sa hypothesis ng French scientist na si Ampere, mayroong elementarya na electric currents (Ampere currents) sa loob ng matter, na nabuo bilang resulta ng paggalaw ng mga electron sa paligid ng nuclei ng mga atomo at sa paligid ng kanilang sariling axis.

Kapag gumagalaw ang mga electron, lumilitaw ang elementarya na magnetic field. At kung ang isang piraso ng bakal ay dinala sa isang panlabas na magnetic field, kung gayon ang lahat ng elementarya na magnetic field sa bakal na ito ay pantay na nakatuon sa panlabas na magnetic field, na bumubuo ng sariling magnetic field ng piraso ng bakal. Kaya, kung ang inilapat na panlabas na magnetic field ay sapat na malakas, pagkatapos pagkatapos i-off ito, ang isang piraso ng bakal ay magiging isang permanenteng magnet.

Ang pag-alam sa hugis at magnetization ng isang permanenteng magnet ay nagpapahintulot sa amin na palitan ito para sa mga kalkulasyon ng isang katumbas na sistema ng electric magnetizing currents. Ang ganitong kapalit ay posible kapwa kapag kinakalkula ang mga katangian ng magnetic field at kapag kinakalkula ang mga puwersa na kumikilos sa magnet mula sa panlabas na larangan. Bilang halimbawa, kalkulahin natin ang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang permanenteng magnet.

Hayaang ang mga magnet ay may hugis ng manipis na mga silindro, ang kanilang radii ay ipapakita ng r1 at r2, ang kanilang mga kapal ay magiging h1, h2, ang mga axes ng mga magnet ay nag-tutugma, ang distansya sa pagitan ng mga magnet ay ipapakita ng z, ipagpalagay natin na ito ay makabuluhan mas maraming sukat magneto.

Ang paglitaw ng puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga magnet ay ipinaliwanag tradisyonal na paraan: Ang isang magnet ay lumilikha ng magnetic field na nakakaapekto sa pangalawang magnet.

Upang kalkulahin ang puwersa ng pakikipag-ugnayan, palitan natin ang mga magnet na may pare-parehong magnetization J1 at J2 na may mga pabilog na alon na dumadaloy sa gilid ng ibabaw ng mga cylinder. Ipapahayag namin ang mga lakas ng mga alon na ito sa pamamagitan ng magnetization ng mga magnet, at ang kanilang radii ay ituturing na katumbas ng radii ng mga magnet.

I-decompose natin ang induction vector B ng magnetic field na nilikha ng unang magnet sa lokasyon ng pangalawa sa dalawang bahagi: axial, nakadirekta sa kahabaan ng axis ng magnet, at radial, patayo dito.

Upang kalkulahin ang kabuuang puwersa na kumikilos sa singsing, kinakailangan na hatiin ito sa kaisipan sa maliliit na elemento IΔl at ibuod ang mga puwersang kumikilos sa bawat naturang elemento.

Gamit ang left-hand rule, madaling ipakita na ang axial component ng magnetic field ay humahantong sa paglitaw ng mga pwersa ng Ampere na may posibilidad na mag-stretch (o i-compress) ang singsing - ang vector sum ng mga pwersang ito ay zero.

Ang pagkakaroon ng isang bahagi ng radial ng patlang ay humahantong sa paglitaw ng mga puwersa ng Ampere na nakadirekta sa kahabaan ng axis ng mga magnet, iyon ay, sa kanilang pagkahumaling o pagtanggi. Ito ay nananatiling kalkulahin ang mga puwersa ng Ampere - ito ang magiging mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang magnet.

Ang isa sa mga pinaka kamangha-manghang natural na phenomena ay ang pagpapakita ng magnetism sa ilang mga materyales. Ang mga permanenteng magnet ay kilala mula noong sinaunang panahon. Bago ang mga dakilang pagtuklas sa larangan ng kuryente, ang mga permanenteng magnet ay aktibong ginagamit ng mga doktor iba't ibang bansa sa medisina. Nakuha ito ng mga tao mula sa bituka ng lupa sa anyo ng mga piraso ng magnetic iron ore. Sa paglipas ng panahon, natutunan ng mga tao na lumikha ng mga artipisyal na magnet sa pamamagitan ng paglalagay ng mga produktong gawa sa bakal na haluang metal sa tabi likas na pinagmumulan magnetic field.

Ang likas na katangian ng magnetism

Ang pagpapakita ng mga katangian ng isang magnet sa pag-akit ng mga bagay na metal sa sarili nito ay nagpapataas ng tanong sa mga tao: ano ang mga permanenteng magnet? Ano ang likas na katangian ng naturang kababalaghan bilang ang paglitaw ng traksyon ng mga bagay na metal patungo sa magnetite?

Ang unang paliwanag ng kalikasan ng magnetism ay ibinigay sa kanyang hypothesis ng mahusay na siyentipiko na si Ampere. Ang mga electric current na may iba't ibang antas ng lakas ay dumadaloy sa anumang bagay. Kung hindi man sila ay tinatawag na Ampere currents. Ang mga electron, na umiikot sa kanilang sariling axis, ay umiikot din sa nucleus ng atom. Dahil dito, lumitaw ang mga elementarya na magnetic field, na, nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ay bumubuo ng pangkalahatang larangan ng bagay.

Sa mga potensyal na magnetites sa kawalan panlabas na impluwensya ang mga patlang ng mga elemento ng atomic sala-sala ay nakatuon sa chaotically. Ang isang panlabas na magnetic field ay "nag-aayos" ng mga microfield ng materyal na istraktura sa isang mahigpit na tinukoy na direksyon. Ang mga potensyal ng magkasalungat na dulo ng magnetite ay nagtataboy sa isa't isa. Kung ilapit mo ang magkaparehong poste ng dalawang strip na PM, ang mga kamay ng isang tao ay makakaramdam ng pagtutol sa paggalaw. Ang iba't ibang mga poste ay magkakaugnay sa bawat isa.

Kapag ang bakal o isang bakal na haluang metal ay inilagay sa isang panlabas na magnetic field, ang mga panloob na patlang ng metal ay mahigpit na nakatuon sa isang direksyon. Bilang isang resulta, ang materyal ay nakakakuha ng mga katangian ng isang permanenteng magnet (PM).

Paano makita ang isang magnetic field

Upang makitang makita ang istraktura ng magnetic field, sapat na upang magsagawa ng isang simpleng eksperimento. Upang gawin ito, kumuha ng dalawang magnet at maliit na metal shavings.

Mahalaga! Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga permanenteng magnet ay matatagpuan sa dalawang anyo: sa anyo ng isang tuwid na strip at isang horseshoe.

Ang pagkakaroon ng takpan ang strip PM na may isang sheet ng papel, iron filings ay ibinuhos dito. Ang mga particle ay agad na pumila sa mga linya ng magnetic field, na nagbibigay ng isang malinaw na ideya ng hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Mga uri ng magnet

Ang mga permanenteng magnet ay nahahati sa 2 uri:

natural;
artipisyal.

Natural

Sa kalikasan, ang isang natural na permanenteng magnet ay isang fossil sa anyo ng isang fragment ng iron ore. Ang magnetikong bato (magnetite) ay may sariling pangalan sa bawat bansa. Ngunit sa bawat pangalan mayroong isang konsepto bilang "mapagmahal", "akit ng metal". Ang pangalang Magnitogorsk ay nangangahulugang lokasyon ng lungsod sa tabi ng mga deposito ng natural na magnetite sa bundok. Sa loob ng maraming dekada, ang aktibong pagmimina ng magnetic ore ay isinasagawa dito. Ngayon ay wala nang natitira sa Magnetic Mountain. Ito ang pagbuo at pagkuha ng natural na magnetite.

Hanggang sa makamit ng sangkatauhan ang wastong antas ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad, ang mga natural na permanenteng magnet ay nagsilbi para sa iba't ibang kasiyahan at mga trick.

Artipisyal

Ang mga artipisyal na PM ay nakuha sa pamamagitan ng pag-uudyok ng panlabas na magnetic field sa iba't ibang mga metal at kanilang mga haluang metal. Napansin na ang ilang mga materyales ay nagpapanatili ng nakuha na larangan sa loob ng mahabang panahon - sila ay tinatawag na solid magnet. Ang mga materyales na mabilis na nawawala ang mga katangian ng permanenteng magnet ay tinatawag na malambot na magnet.

Sa mga kondisyon ng produksyon ng pabrika, ginagamit ang mga kumplikadong metal na haluang metal. Kasama sa istraktura ng Magnico alloy ang iron, nickel at cobalt. Ang Alnico alloy ay naglalaman ng aluminyo sa halip na bakal.

Ang mga produktong ginawa mula sa mga haluang ito ay nakikipag-ugnayan sa malalakas na electromagnetic field. Bilang resulta, medyo malakas na PM ang nakukuha.

Paglalapat ng permanenteng magnet

Ang PM ay walang maliit na kahalagahan iba't ibang lugar aktibidad ng tao. Depende sa saklaw ng aplikasyon, ang mga PM ay may iba't ibang katangian. SA Kamakailan lamang aktibong ginagamit ang base magnetic alloyNdFeBay binubuo ng mga sumusunod na elemento ng kemikal:

"Nd" - niodium,
"Fe" - bakal,
"B" - boron.

Mga lugar kung saan ginagamit ang mga permanenteng magnet:

Ekolohiya;
Electroplating;
Gamot;
Transportasyon;
Mga teknolohiya sa kompyuter;
Mga kasangkapan sa sambahayan;
Electrical engineering.

Ekolohiya

Binuo at nagpapatakbo iba't ibang sistema paggamot ng basura industriyal na produksyon. Ang mga magnetic system ay naglilinis ng mga likido sa panahon ng paggawa ng ammonia, methanol at iba pang mga sangkap. Ang mga magnetic collector ay "pinili" ang lahat ng mga particle na naglalaman ng bakal mula sa daloy.

Ang mga PM na hugis singsing ay inilalagay sa loob ng mga gas duct, na nag-aalis ng mga gas na tambutso ng mga ferromagnetic inclusions.

Ang mga separator magnetic traps ay aktibong pumipili ng basurang naglalaman ng metal sa mga linya ng conveyor para sa pagproseso ng basurang pang-industriya.

Electroplating

Ang electroplating ay batay sa paggalaw ng mga sisingilin na mga ion ng metal sa tapat ng mga pole ng direktang kasalukuyang mga electrodes. Ginagampanan ng mga PM ang papel ng mga may hawak ng produkto sa galvanic pool. Sa mga pang-industriyang pag-install na may mga prosesong galvanic, ang mga magnet lamang na gawa sa NdFeB alloy ay naka-install.

Gamot

Kamakailan, mga tagagawa kagamitang medikal Ang mga instrumento at device na nakabatay sa permanenteng magnet ay malawak na ina-advertise. Ang patuloy na matinding patlang ay ibinibigay ng mga katangian ng haluang metal ng NdFeB.

Ang ari-arian ng mga permanenteng magnet ay ginagamit para sa normalisasyon daluyan ng dugo sa katawan, pagbabayad nagpapasiklab na proseso, pagpapanumbalik ng kartilago tissue, atbp.

Transportasyon

Ang mga sistema ng transportasyon sa produksyon ay nilagyan ng mga PM installation. Sa panahon ng paggalaw ng conveyor ng mga hilaw na materyales, ang mga magnet ay nag-aalis ng mga hindi kinakailangang metal na pagsasama mula sa hanay. Ang mga magnet ay ginagamit upang idirekta ang iba't ibang mga produkto sa iba't ibang mga eroplano.

Tandaan! Ang mga permanenteng magnet ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga materyales kung saan ang pagkakaroon ng mga tao ay maaaring magkaroon ng masamang epekto sa kanilang kalusugan.

Ang sasakyang sasakyan ay nilagyan ng maraming instrumento, bahagi at device, kung saan ginagampanan ng mga PM ang pangunahing papel. Ang mga ito ay electronic ignition, awtomatikong mga bintana, idle control, gasolina at diesel pump, mga instrumento sa front panel at marami pang iba.

Mga teknolohiya sa kompyuter

Ang lahat ng mga mobile device at device sa teknolohiya ng computer ay nilagyan ng magnetic elements. Kasama sa listahan ang mga printer, driver engine, drive motor at iba pang device.

Mga kasangkapan sa sambahayan

Ang mga ito ay pangunahing mga may hawak ng maliliit na gamit sa bahay. Mga istante na may mga magnetic holder, mga fastening para sa mga kurtina at kurtina, mga lalagyan para sa isang set ng mga kutsilyo sa kusina at isang host ng iba pang mga gamit sa bahay.

Electrical engineering

Ang electrical engineering batay sa PM ay may kinalaman sa mga lugar tulad ng mga radio device, generator at electric motor.

Inhinyero ng radyo

Ginagamit ang PM upang pataasin ang pagiging compact ng mga radio engineering device at tiyakin ang awtonomiya ng device.

Mga Generator

Ang mga generator ng PM ay malulutas ang problema ng paglipat ng mga contact - mga singsing na may mga brush. Sa mga tradisyunal na pang-industriya na aparato, may mga talamak na isyu na nauugnay sa kumplikadong pagpapanatili ng kagamitan, mabilis na pagkasira ng mga bahagi, at malaking pagkawala ng enerhiya sa mga circuit ng paggulo.

Ang tanging balakid sa paglikha ng naturang mga generator ay ang problema ng pag-mount ng PM sa isang umiikot na rotor. Kamakailan lamang, ang mga magnet ay inilagay sa mga longitudinal grooves ng rotor, na puno ng mababang-natutunaw na materyal.

Mga de-kuryenteng motor

SA mga kasangkapan sa sambahayan at sa ilan Kagamitang Pang industriya Ang mga kasabay na de-koryenteng motor na may permanenteng magnet ay naging laganap - ito ay mga DC valve motor.

Tulad ng sa mga generator na inilarawan sa itaas, ang PM ay naka-install sa mga rotor na umiikot sa loob ng mga stator na may nakatigil na paikot-ikot. Ang pangunahing bentahe ng de-koryenteng motor ay ang kawalan ng mga panandaliang konduktibong contact sa rotor commutator.

Ang mga motor ng ganitong uri ay mga aparatong mababa ang kapangyarihan. Gayunpaman, hindi nito binabawasan ang kanilang pagiging kapaki-pakinabang sa larangan ng electrical engineering.

Karagdagang impormasyon. Natatanging katangian Ang mga device ay ang pagkakaroon ng Hall sensor na kumokontrol sa bilis ng rotor.

Inaasahan ng may-akda na pagkatapos basahin ang artikulong ito ang mambabasa ay magkakaroon ng isang malinaw na ideya kung ano ang isang permanenteng magnet. Ang aktibong pagpapakilala ng mga permanenteng magnet sa aktibidad ng tao ay nagpapasigla sa pag-imbento at paglikha ng mga bagong ferromagnetic alloy na may pinahusay na magnetic na katangian.

Video

Mayroong dalawang pangunahing uri ng magnet: permanente at electromagnets. Maaari mong matukoy kung ano ang isang permanenteng magnet batay sa mga pangunahing katangian nito. Nakuha ng permanenteng magnet ang pangalan nito dahil palaging "naka-on" ang magnetism nito. Bumubuo ito ng sarili nitong magnetic field, hindi tulad ng electromagnet, na gawa sa wire na nakabalot sa isang iron core at nangangailangan ng kasalukuyang daloy upang lumikha ng magnetic field.

Jpg?x15027" alt="Permanent magnet" width="600" height="462">!}

Permanenteng magnet

Kasaysayan ng pag-aaral ng magnetic properties

Ilang siglo na ang nakalilipas, natuklasan ng mga tao na ang ilang uri ng mga bato ay may orihinal na katangian: sila ay naaakit sa mga bagay na bakal. Ang pagbanggit ng magnetite ay matatagpuan sa mga sinaunang kasaysayan ng kasaysayan: higit sa dalawang libong taon na ang nakalilipas sa European at mas maaga sa Silangang Asya. Sa una ito ay itinuturing na isang kakaibang bagay.

Nang maglaon, ginamit ang magnetite para sa pag-navigate, na natuklasan na ito ay may posibilidad na sumakop sa isang tiyak na posisyon kapag binigyan ng kalayaang umikot. Siyentipikong pananaliksik na isinagawa ni P. Peregrine noong ika-13 siglo, ay nagpakita na ang bakal ay maaaring makakuha ng mga katangiang ito pagkatapos na kuskusin ng magnetite.

Ang mga bagay na may magnet ay may dalawang pole: "hilaga" at "timog," na may kaugnayan sa magnetic field ng Earth. Tulad ng natuklasan ni Peregrine, hindi posible na ihiwalay ang isa sa mga pole sa pamamagitan ng pagputol ng isang fragment ng magnetite sa dalawa - ang bawat indibidwal na fragment ay nauwi sa sarili nitong pares ng mga pole.

Alinsunod sa mga konsepto ngayon, ang magnetic field ng mga permanenteng magnet ay ang nagresultang oryentasyon ng mga electron sa isang direksyon. Ang ilang mga uri lamang ng mga materyales ay nakikipag-ugnayan sa mga magnetic field; ang isang mas maliit na bilang ng mga ito ay may kakayahang mapanatili ang isang palaging magnetic field.

Mga katangian ng permanenteng magnet

Ang mga pangunahing katangian ng mga permanenteng magnet at ang patlang na nilikha nila ay:

ang pagkakaroon ng dalawang poste;
ang magkasalungat na mga pole ay umaakit, at tulad ng mga pole na nagtataboy (tulad ng mga positibo at negatibong singil);
Ang magnetic force ay hindi mahahalata na kumakalat sa kalawakan at dumadaan sa mga bagay (papel, kahoy);
Ang isang pagtaas sa intensity ng MF ay sinusunod malapit sa mga pole.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-3-600x364.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/2-3-768x466..jpg 120w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-3.jpg 860w" sizes=" (max-width: 600px) 100vw, 600px">

Pakikipag-ugnayan ng mga magnetic pole

Ang mga permanenteng magnet ay sumusuporta sa MP nang wala tulong sa ibang bansa. Depende sa kanilang mga magnetic na katangian, ang mga materyales ay nahahati sa mga pangunahing uri:

ferromagnets - madaling ma-magnetize;
paramagnetic na materyales - ay magnetized na may malaking kahirapan;
Diamagnets - may posibilidad na sumasalamin sa mga panlabas na magnetic field sa pamamagitan ng pag-magnetize sa kabaligtaran na direksyon.

Mahalaga! Ang malambot na magnetic na materyales tulad ng bakal ay nagsasagawa ng magnetism kapag nakakabit sa isang magnet, ngunit ito ay hihinto kapag ito ay tinanggal. Ang mga permanenteng magnet ay ginawa mula sa mga hard magnetic na materyales.

Paano gumagana ang isang permanenteng magnet?

Ang kanyang trabaho ay tumatalakay sa atomic structure. Ang lahat ng ferromagnets ay lumikha ng isang natural, kahit na mahina, magnetic field, salamat sa mga electron na nakapalibot sa nuclei ng mga atomo. Ang mga grupong ito ng mga atom ay nagagawang i-orient ang kanilang mga sarili sa parehong direksyon at tinatawag na magnetic domain. Ang bawat domain ay may dalawang pole: hilaga at timog. Kapag ang isang ferromagnetic na materyal ay hindi na-magnetize, ang mga rehiyon nito ay nakatuon sa mga random na direksyon, at ang kanilang mga magnetic field ay magkakansela sa isa't isa.

Upang lumikha ng mga permanenteng magnet, ang mga ferromagnets ay pinainit sa napakataas na temperatura. mataas na temperatura at nakalantad sa malakas na panlabas na MF. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga indibidwal na magnetic domain sa loob ng materyal ay nagsisimulang i-orient ang kanilang mga sarili sa direksyon ng panlabas na magnetic field hanggang ang lahat ng mga domain ay nakahanay, na umaabot sa punto ng magnetic saturation. Ang materyal ay pagkatapos ay pinalamig at ang mga nakahanay na domain ay naka-lock sa nasa tamang posisyon. Kapag naalis na ang panlabas na MF, pananatilihin ng mga hard magnetic material ang karamihan sa kanilang mga domain, na lumilikha ng permanenteng magnet.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-1.jpg 663w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Produksyon ng permanenteng magnet

Mga katangian ng permanenteng magnet

Ang magnetic force ay nailalarawan sa pamamagitan ng natitirang magnetic induction. Itinalagang Br. Ito ang puwersa na nananatili pagkatapos ng pagkawala ng panlabas na MP. Sinusukat sa mga pagsusulit (T) o gauss (G);
Coercivity o paglaban sa demagnetization - Ns. Sinusukat sa A/m. Ipinapakita kung ano dapat ang panlabas na intensity ng MF upang ma-demagnetize ang materyal;
Pinakamataas na enerhiya – BHmax. Kinakalkula sa pamamagitan ng pag-multiply ng remanent magnetic force Br at coercivity Hc. Sinusukat sa MGSE (megaussersted);
Temperature coefficient ng natitirang magnetic force – Тс ng Br. Nailalarawan ang pag-asa ng Br sa halaga ng temperatura;
Tmax – pinakamataas na halaga temperatura kung saan ang mga permanenteng magnet ay nawawala ang kanilang mga katangian na may posibilidad ng reverse recovery;
Ang Tcur ay ang pinakamataas na halaga ng temperatura kung saan ang magnetic na materyal ay hindi maibabalik ang mga katangian nito. Ang tagapagpahiwatig na ito ay tinatawag na temperatura ng Curie.

Ang mga indibidwal na katangian ng magnet ay nagbabago depende sa temperatura. Sa iba't ibang kahulugan temperatura iba't ibang uri Ang mga magnetic na materyales ay gumagana nang iba.

Mahalaga! Ang lahat ng permanenteng magnet ay nawawalan ng porsyento ng magnetism habang tumataas ang temperatura, ngunit may sa iba't ibang bilis depende sa kanilang uri.

Mga uri ng permanenteng magnet

Mayroong limang uri ng permanenteng magnet, na ang bawat isa ay ginawa sa iba't ibang paraan gamit ang mga materyales na may iba't ibang mga katangian:

alnico;
ferrites;
rare earth SmCo batay sa cobalt at samarium;
neodymium;
polimer.

Alnico

Ang mga ito ay permanenteng magnet na binubuo pangunahin ng isang kumbinasyon ng aluminyo, nikel at kobalt, ngunit maaari ring kasama ang tanso, bakal at titanium. Dahil sa mga katangian ng alnico magnets, maaari silang gumana sa pinakamataas na temperatura habang pinapanatili ang kanilang magnetism, ngunit mas madali silang mag-demagnetize kaysa sa ferrite o rare earth SmCo. Sila ang kauna-unahang mass-produce na permanenteng magnet, na pinapalitan ang magnetized na mga metal at mamahaling electromagnets.

Jpg?x15027" alt="Mga magnet sa mga de-koryenteng motor" width="600" height="331">!}

Mga magnet sa mga de-koryenteng motor

Application:

mga de-koryenteng motor;
paggamot sa init;
bearings;
mga sasakyan sa aerospace;
kagamitang militar;
mataas na temperatura loading at alwas kagamitan;
mga mikropono.

Mga Ferrite

Upang gumawa ng ferrite magnets, na kilala rin bilang ceramic, strontium carbonate at iron oxide ay ginagamit sa ratio na 10/90. Ang parehong mga materyales ay sagana at matipid na magagamit.

Dahil sa kanilang mababang gastos sa produksyon, paglaban sa init (hanggang sa 250°C) at kaagnasan, ang ferrite magnet ay isa sa pinakasikat na magnet para sa pang-araw-araw na paggamit. Mayroon silang mas malaking panloob na coercivity kaysa sa alnico, ngunit mas kaunting lakas ng magnetic kaysa sa kanilang mga katapat na neodymium.

Application:

sound speaker;
sistema ng seguridad;
malalaking plate magnet para sa pag-alis ng kontaminasyon ng bakal mula sa mga linya ng proseso;
mga de-koryenteng motor at generator;
mga medikal na instrumento;
pag-aangat ng mga magnet;
marine search magnets;
mga device batay sa pagpapatakbo ng eddy currents;
mga switch at relay;
preno

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-1-600x259.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/03/5-1.jpg 768w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Magnet sa sound speaker

Rare Earth SmCo Magnets

Ang mga kobalt at samarium magnet ay gumagana sa isang malawak na hanay ng temperatura, may mataas na coefficient ng temperatura at mataas paglaban sa kaagnasan. Ang ganitong uri ay nagpapanatili ng mga magnetic na katangian kahit na sa mga temperatura na mas mababa sa absolute zero, na ginagawa itong popular para sa paggamit sa mga cryogenic na application.

Application:

teknolohiya ng turbo;
pump couplings;
basa na kapaligiran;
mataas na temperatura na mga aparato;
miniature electric racing cars;
radio-electronic na mga aparato para sa operasyon sa mga kritikal na kondisyon.

Neodymium magnet

Ang pinakamalakas na umiiral na magnet, na binubuo ng isang haluang metal ng neodymium, iron at boron. Salamat sa kanilang napakalaking kapangyarihan, kahit na ang mga maliliit na magnet ay epektibo. Nagbibigay ito ng kakayahang magamit. Ang bawat tao ay palaging malapit sa isa sa mga neodymium magnet. Ang mga ito ay, halimbawa, sa isang smartphone. Ang paggawa ng mga de-koryenteng motor, kagamitang medikal, at radio electronics ay umaasa sa napakalakas na neodymium magnet. Dahil sa kanilang ultra-strength, napakalaking magnetic force at paglaban sa demagnetization, posible ang mga sample na hanggang 1 mm.

Png?.png 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/6-1.png 754w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Neodymium magnet na may iba't ibang hugis

Application:

mga hard disk;
mga device na gumagawa ng tunog – mga mikropono, acoustic sensor, headphone, loudspeaker;
prostheses;
magnetically coupled pump;
mga pagsasara ng pinto;
mga makina at generator;
mga kandado sa alahas;
MRI scanner;
magnetic therapy;
Mga sensor ng ABS sa mga kotse;
kagamitan sa pag-aangat;
magnetic separator;
reed switch, atbp.

Mga magnet na polimer

Ang mga flexible magnet ay naglalaman ng mga magnetic particle sa loob ng isang polymer binder. Ginagamit para sa mga natatanging aparato kung saan imposible ang pag-install ng mga solidong analogue.

Application:

display advertising – mabilis na pag-aayos at mabilis na pagtanggal sa mga eksibisyon at kaganapan;
palatandaan Sasakyan, mga panel ng paaralang pang-edukasyon, mga logo ng kumpanya;
mga laruan, palaisipan at laro;
masking ibabaw para sa pagpipinta;
mga kalendaryo at magnetic bookmark;
mga seal ng bintana at pinto.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/7-1-600x449.jpg?x15027" alt="Polymer magneto" width="600" height="449">!}

Mga magnet na polimer

Karamihan sa mga permanenteng magnet ay malutong at hindi dapat gamitin bilang mga bahagi ng istruktura. Ginagawa ang mga ito sa mga karaniwang anyo: singsing, rod, disk, at indibidwal: trapezoid, arc, atbp. Neodymium magnet dahil sa mataas na nilalaman Ang bakal ay madaling kapitan ng kaagnasan, kaya pinahiran sila ng nikel, hindi kinakalawang na asero, Teflon, titanium, goma at iba pang mga materyales.

Video

Sa bahay, sa trabaho, sa sarili mong sasakyan o sa loob pampublikong transportasyon Napapaligiran tayo ng iba't ibang uri ng magnet. Pinapaandar nila ang mga motor, sensor, mikropono at marami pang karaniwang bagay. Bukod dito, sa bawat lugar, ginagamit ang mga device na may iba't ibang katangian at feature. Sa pangkalahatan, ang mga sumusunod na uri ng mga magnet ay nakikilala:

Anong mga uri ng magnet ang mayroon?

Mga electromagnet. Ang disenyo ng naturang mga produkto ay binubuo ng isang bakal na core kung saan ang mga pagliko ng wire ay nasugatan. Nagsisilbi kuryente na may iba't ibang mga parameter ng magnitude at direksyon, posible na makakuha ng mga magnetic field ng kinakailangang lakas at polarity.

Ang pangalan ng pangkat na ito ng mga magnet ay isang pagdadaglat ng mga pangalan ng mga bahagi nito: aluminyo, nikel at kobalt. Ang pangunahing bentahe ng alnico alloy ay ang hindi maunahang katatagan ng temperatura ng materyal. Ang iba pang mga uri ng magnet ay hindi maaaring ipagmalaki na magagamit sa mga temperatura hanggang sa +550 ⁰ C. Kasabay nito, ang magaan na materyal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mahinang puwersang pumipilit. Nangangahulugan ito na maaari itong ganap na ma-demagnetize kapag nalantad sa isang malakas na panlabas na magnetic field. Kasabay nito, salamat sa nito abot kayang presyo Ang Alnico ay isang kailangang-kailangan na solusyon sa maraming pang-agham at industriyal na sektor.

Mga modernong magnetic na produkto

Kaya, inayos namin ang mga haluang metal. Ngayon ay lumipat tayo sa kung anong mga uri ng magnet ang mayroon at kung ano ang mga gamit na makikita nila sa pang-araw-araw na buhay. Sa katunayan, mayroong isang malaking iba't ibang mga pagpipilian para sa mga naturang produkto:

1) Mga laruan. Kupido na walang matalas na kupido, Board games, mga disenyong pang-edukasyon - ang mga puwersa ng magnetism ay ginagawang mas kawili-wili at kapana-panabik ang pamilyar na libangan.

2) Mga mount at may hawak. Ang mga kawit at panel ay makakatulong sa iyo na maginhawang ayusin ang iyong espasyo nang walang maalikabok na pag-install at pagbabarena sa mga dingding. Ang permanenteng magnetic force ng mga fastener ay nagpapatunay na kailangang-kailangan sa home workshop, boutique at tindahan. Bilang karagdagan, makakahanap sila ng karapat-dapat na paggamit sa anumang silid.

3) Mga magnet sa opisina. Ginagamit ang mga magnetic board para sa mga pagtatanghal at pagpaplano ng mga pulong, na nagbibigay-daan sa iyo upang malinaw at detalyadong ipakita ang anumang impormasyon. Patunay din ang mga ito na lubhang kapaki-pakinabang sa mga silid-aralan ng paaralan at mga silid-aralan sa unibersidad.

Mga katulad na artikulo: